DE602004007485T2

DE602004007485T2 - Fernvermittlungsstelle und Verfahren zum Anschluß an und zur Bereitstellung von IP-Zugang und Diensten für ein TDM-Netz

Info

Publication number: DE602004007485T2
Application number: DE602004007485T
Authority: DE
Inventors: Robert S. Stockdale; Narendar Boca Raton REDDY; Salim Boca Raton SABA; Amruth Boca Raton LAXMANN; Uwe Boca Raton GROTHE; Jack Boca Raton BLOCH
Original assignee: Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2024-02-04
Also published as: US20060176840A1; DE602004007485D1; EP1590968A1; EP1590968B1; JP2006517755A; WO2004071109A1; US7609684B2; CN1771742A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Ortsvermittlungsstelle (Local Switch) bereit, welche einen oder mehrere residente Switches über ein Remote Gateway (entferntes Gateway) steuert, und spezieller einen lokalen Softwareswitch, oder Softswitch, welcher ein oder mehrere Remote Access Gateways über eine TDM-Verbindung in einem Telekommunikationsnetz steuert.

Lakshmi Ratan R A: "The Lucent Technologies Softswitch – Realizing The Promise Of Convergence", Bell Labs Technical Journal, Wiley, CA, US, Bd. 4, Nr. 2, April 1999 (1999-04) – Juni 1999 (1999-06), Seiten 174-195, lehrt einen Softswitch.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Next Generation Network (NGN) wird letztendlich die obskuren Telekommunikationsnetze mit Zeitmultiplexing (Time Division Multiplexing, TDM) von früher ersetzen. Obwohl das NGN in nahezu jeder Hinsicht überlegen ist, besteht das Haupthindernis für eine weite Akzeptanz des NGN darin, dass die TDMs Festnetze sind, welche in einer gegebenen geographischen Region überall physisch integriert sind. Das Ersetzen dieser Netze durch ein Upgrade, selbst wenn es in fast jeder Beziehung technologisch überlegen ist, wäre ein kostspieliges und gewaltiges Unterfangen. Natürlich schrecken lokale Anbieter, welche solche Netze unterstützen, in Anbetracht dieser Gegebenheiten davor zurück, Verbesserungen vorzunehmen, und bleiben lieber bei einer älteren, aber betriebsfähigen Technik.
Um zur Implementierung von NGN zu ermutigen, haben Firmen wie Siemens^TM ihre Technologie dahingehend angepasst, dass sie mit älteren Systemen integriert werden kann. Zum Beispiel ist es Siemens^TM gelungen, ein DCO Netz in seine EWSD^TM Systeme zu konvertieren und dabei die Leitungsanschluss-Einrichtungen vom DCO beizubehalten.
Die Lösung der EWSD-Konvertierung ist jedoch nicht vollständig auf die Situation anwendbar, in der die älteren Systeme TDM-Netze sind. Aus diesem Grunde integrieren Kunden Substandard-TDM-Lösungen, die zumeist zwar das Aussehen und Gefühl von NGN vermitteln, jedoch nicht das volle Spektrum von NGN-Fähigkeiten und -Diensten zur Verfügung stellen, welches EWSD bietet.
Dies sind normalerweise ATM/IP-Schnittstellen mit kleinerer Installationsfläche und Gigabit-Backplane.
Benötigt wird daher eine Lösung, welche die Fähigkeiten und Dienste von NGN mit den alten TDM-Netzen integriert. Gegenwärtig hat noch kein Softswitch ein Smart Remote oder existierende TDM-Teilnehmer gesteuert.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Fähigkeiten und Dienste von NGN mit den alten TDM-Netzen zu integrieren.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, der Nachfrage von Kunden nach einer Integration mit alten TDM-Netzen gerecht zu werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Paketvermittlungs-Lösung im Markt der IOC (Independent Operating Companies) zu "platzieren".
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Bekanntheit und Akzeptanz von NGN zu erhöhen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Migrationsstrategie bereit zu stellen, die mit einem Packet Local Switch im Einklang steht.
Es wird eine Fernvermittlungsstelle (Remote Switch) zum Anschluss an ein und zur Bereitstellung von Zugang zu einem TDM-Netz vorgeschlagen, wie in Anspruch 1 definiert.
Die Fernvermittlungsstelle kann durch die Einführung eines lokalen Softswitches realisiert werden, welcher diese hauptsächlichen Anliegen erfüllt, während er gleichzeitig die älteren Fähigkeiten und Dienste zu NGN verbessert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den folgenden Abbildungen ist wenigstens ein Beispiel der Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei:
1a das System der vorliegenden Erfindung zeigt;
1b die Vermittlungsstelle der Erfindung zeigt;
2a das Remote Access Gateway der Erfindung zeigt;
2b–c das Remote Access Gateway der Erfindung in Betrieb zeigen;
3a–b die Funktionsweise des Remote Access Gateways und der Vermittlungsstelle der Erfindung zeigen; und
3c die Signalisierung der Vermittlungsstelle und der Remote Access Gateways der Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Weg, um TDM-Konnektivität zu gewährleisten, würde darin bestehen, den Softswitch zu dem TDM-Teilnehmer durch die Verwendung von sehr teuren Media Gateways (MGs) zu überbrücken. Jedoch waren die Kosten ein entscheidender Grund, weshalb Kunden von vorn herein von einer Aufrüstung abgeschreckt wurden. Auch aus diesem Grunde ist die Verwendung von MGs kein bewährtes Verfahren, um die genannten Ziele zu erreichen.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein lokaler Softswitch bereitgestellt, welcher ein oder mehrere Remote Access Gateways über eine TDM-Verbindung in einem Telekommunikationsnetz steuert. Wie nun aus 1a ersichtlich ist, welche das Telekommunikationssystem 100 der Erfindung zeigt, besteht der lokale Softswitch 102 aus dem Softswitch 104, der die Verbindungssteuerung gewährleistet, und einem oder mehreren Access Gateways 106a–c, welche Sprachzugang (Voice Access) und andere Fähigkeiten und Dienste bereitstellen.
1 zeigt, dass die Erfindung auf einer verteilten Architektur basiert und verschiedene Typen von Teilnehmern unterstützt, nicht nur TDMs. Zum Beispiel ist eine Verbindung über einen Signalübertragungsort (Signal Transfer Point) 108 zu einem EWSD Call-Center 110 für den Zugang zu Teilnehmern 112a eines Signalisierungssystems 7 oder einer PBX oder RDT 114a dargestellt. Außerdem sind Verbindungen über die Access Gateways 106b und c zu Access oder EAS Tandem Teilnehmern 116a und b dargestellt, welche auch den Zugang zu Telefonteilnehmern 112b–d oder der PBX oder RDT 114b–d zusätzlich unterstützen können. ACP Interface Trunks 118a–c können die Konnektivität zu dem Access Gateway 106a–c bereitstellen.
Die Vermittlungsstelle 104 implementiert die Steuerung von Zugangseinrichtungen, Media Gateways und Ressourcenservern und koordiniert die Netzintelligenz, die in den verschiedenen Elementen des Netzes vorhanden ist. Sie kann optional eine Funktionalität eines Multiprotokoll-Signalisierungs-Gateways aufweisen. Ein Beispiel der Vermittlungsstelle 104 ist in 1b dargestellt und verwendet eine modulare Architektur, welche die Funktionen des Softswitches zuweist.
Das Kernstück der Vermittlungsstelle ist der Call Feature Server 120, welcher die Verbindungssteuerung abwickelt, einschließlich von Rufsignalverarbeitung, Verbindungsaufbau, Diensterbringung wie etwa Interworking mit dem IN und damit zusammenhängende Verwaltungsaspekte, wie etwa das Sammeln von Gebührendaten. Der Call Feature Server stellt eine Plattform für NGN Dienste bereit, indem er sämtliche Merkmale von herkömmlichen Sprachnetzen bietet.
Der Paketmanager 122 gewährleistet eine Hochleistungs-Verbindungssteuerung für Sprach- oder Multimedia-Verbindungen. Aufgabe des Paketmanagers ist es, ein ordnungsgemäßes Interworking zwischen PSTN und IP-basierten Netzen durch Verwalten der Vermittlungsressourcen am Media Gateway über MGCP oder MEGACO/H.248 Protokolle sicherzustellen. Der Paketmanager schließt außerdem die Signalisierung für H.323 und SIP Benutzer ab. Auf diese Weise können H.323/SIP Teilnehmer auf die Merkmale und die Verbindungssteuerung der Vermittlungsstelle zugreifen. Alle bekannten Sprachmerkmale, die in der PSTN-Welt existieren, werden dem NGN unter Verwendung der bekannten H.323, SIP und MGCP/MEGACO Protokolle zur Verfügung gestellt.
Der SS7 Signalisierungs-Gateway 124 ist dazu bestimmt, SS7 Signalisierung abzuwickeln, die über SCTP/IP, klassische TDM-Verbindungen und ATM Hochgeschwindigkeits-Signalisierungsverbindungen übermittelt wird. Da es auf einer modularen Konstruktion beruht, lässt sich das System von sehr kleiner bis dem oberen Bereich entsprechender Konfigurationsfähigkeit skalieren, was eine hohe Granularität für eine Erweiterung sicherstellt.
Der OAM&P (Operation, Administration, Maintenance and Provisioning; Betrieb, Verwaltung, Wartung und Bereitstellung) Agent 126 verleiht dem Softswitch Management-Fähigkeiten. Er stellt die Schnittstelle für den Benutzerschnittstellen-Manager (der weiter unten erläutert wird) zur Verfügung, so dass solche Aufgaben wie das Senden von Alarmen und Events, Datenbankpflege und Systemkonfiguration ausgeführt werden können. Der OAM&P Agent stellt auch eine zusätzliche Schnittstelle für die Gebührenabrechnung zur Verfügung, welche automatisch Gebührendaten an ein Nachverarbeitungssystem sendet. Ein internes Kommunikationsnetz wickelt die internen Kommunikationen ab, welche hier nicht erörtert werden sollen.
In Betrieb stellt die Lösung des lokalen Softswitches 102 die Funktionen eines oder mehrerer kleiner TDM Klasse 5 oder Klasse 4 Offices zur Verfügung. Auf diese Weise wird auf die TDM-Komponenten direkt zugegriffen, und sie greifen auf die Dienste und Fähigkeiten des Softswitches 104 zu. Es ist anzumerken, dass EWSD RSU Seitentür-Verbindungsleitungen (Side Door Trunks), deren Implementierung teuer wäre, nicht erforderlich sind, und die Schnittstelle zwischen dem Softswitch 104 und den Remote Access Gateways 106a–c ist vereinfacht, mit standardmäßigen Interoffice-Verbindungsleitungen, zum Beispiel den ACP Interface Trunks.
Bei einer Ausführungsform kann der Softswitch von einem modifizierten SURPASS hiQ9200^TM bereitgestellt werden. Die hiQ 9200 Plattform basiert auf der Architektur von R3 von hiQ 9200. Um den Softswitch 104 der vorliegenden Erfindung zu implementieren, eliminiert der hiQ 9200 die Media Control Plattformen (MCPs) und den Paketmanager. Infolgedessen tritt im Vergleich zu einem EWSD/Smart Remote Network Deployment ein gewisser Verlust an Funktionalität auf, doch dies ist der Preis für eine relativ billige Alternative zur Implementierung einer vollständigen TDM-Schnittstelle. Eine weitere Modifikation, welche vorgenommen werden muss, besteht darin, dass Teilnehmer wie etwa Centrex, EKTS, Bridged Service, GR303 Schnittstellen, MLHGs und herkömmliche Anschlussgruppen (Trunk Groups) durch die Software dahingehend eingeschränkt werden, dass sie die Grenzen von Remote Access Gateways nicht überqueren.
Mit dieser Anordnung stellt der hiQ 9200 die Funktionalität zur Verfügung, um das Remote Access Gateway 106a zu steuern, welches den Teilnehmerleitungs-Zugang in einer hiQ 9200 Umgebung gewährleistet. Durch diese Steuerung haben Teilnehmer, die an das Netz über Remote Access Gateways angeschlossen sind, Zugang zu derselben Merkmalsmenge der Klasse 5, die beim hiQ 9200 verfügbar ist. Der lokale Softswitch verwendet das von Siemens patentierte Access Control Protocol (ACP), um Verbindungs- und Merkmalssteuerung für Remote Access Gateways im Netz zu gewährleisten. Ein hiQ 9200 ist in der Lage, in der Praxis bis zu 14 Remote Access Gateways zu steuern, doch dieses kann natürlich erweitert werden. Das ACP Protokoll wird über DS-1 Einrichtungen zwischen dem hiQ 9200 und dem SLSS Remote Access Gateway transportiert.
Bei der gegenwärtigen Technologie können ein lokaler Softswitch 102 und ein Remote Access Gateway 106a bis zu 3.000 Meilen voneinander entfernt sein. Die Kommunikationsverbindungen zwischen dem hiQ und dem Remote Access Gateway erfordern ungefähr 2 × 64 Kbps (2 DS0s) Bandbreite pro LTG im Remote Access Gateway, zusammen mit 2 × 64 Kbps (2 DS0s) Bandbreite für die RSUCs im Remote Access Gateway. Es erfolgt keine gemeinsame Nutzung von T1 Einrichtungen zwischen Remote Access Gateways.
Der lokale Softschalter, oder kurz "TDM-Softschalter", ist auf den Bedarf des Marktes der IOC (Independent Operating Companies, unabhängig tätige Unternehmen) zugeschnitten. Das Hauptziel der Idee, "Softswitch-Technologie der nächsten Generation" zum TDM-Sektor des Marktes der IOC (Independent Operating Companies) zu bringen, um dem Bedarf nach Integration mit alten TDM-Systemen gerecht zu werden, wurde erreicht. Mit dieser neuen NGN Vermittlungsstelle werden die Anbieter Lösungen bereitstellen, welche IP-, ATM- und TDM-konvergente Systeme mit hoher Port-Dichte und kleiner Installationsfläche bei niedrigen Kosten pro Port sind.
Die dieser Erfindung zugrunde liegende Idee ist eine zweifache: Erstens ist das Konzept der Anwendung der Softswitch-Methodiken der neuen Generation (hext Gen) auf die alte TDM-Netzinfrastruktur als ein neuer Zugang mit beträchtlichen Vorteilen für die Netze größerer IOCs zu betrachten, welche alle zu einer Host/Remote Netzarchitektur tendieren und gleichzeitig auf Next Gen Lösungen umstellen möchten. Zweitens wird die Vorlage des Konzeptes zur vorläufigen Anmeldung einen weitreichenden Fortschritt für die Host/Remote Netzarchitektur in einer TDM Infrastruktur darstellen. Da die Migration von TDM zu Paket auf dem IOC-Markt langsamer erfolgt, als früher angenommen wurde, besitzt diese neue Herangehensweise eine ausgezeichnete Chance, zu einer erfolgreichen Migrationsstrategie zu werden. Außerdem würde sie das Deployment von Vorgängern des NGN ermöglichen.
Wie bereits erwähnt, kann die Vermittlungsstelle vom HiQ9200 abgeleitet sein. Da bei dieser Lösung kein Paketverkehr vorhanden ist, werden die HiQ9200 Media Control Prozessoren (MCP) sowie der Paketmanager nicht benötigt. Was im HiQ9200 übrig bleibt, ist – abgesehen von interner LAN-Infrastruktur – das SSNC SS7 Signalisierungssystem, der CP113E-basierte Network Control Processor (NCP) und der Host-Remote Schnittstellenprozessor (Interface Processor, IP), welcher die nachrichtenbasierte Kommunikation mit den Remote Access Gateways steuert. Ein Träger-Traffic zwischen dem Host und den Remotes ist nicht mehr vorhanden. Seitentür-Verbindungsleitungen (Side Door Trunks), welche Remote Access Gateways miteinander verbinden, müssen nicht unterstützt werden. Der Softswitch stellt keine Vermittlungs- und Tandem-Fähigkeiten mehr zur Verfügung, was bedeutet, dass die gesamte TDM Vermittlung und Vernetzung über die begrenzte TSI (Time Slot Interchange) Vermittlungsmatrix im Remote Access Gateway abgewickelt wird. Dies schränkt zwar die Netzwerkfähigkeit dieser Lösung im Vergleich zu einer herkömmlichen EWSD-basierten Host-Lösung ein, bietet jedoch direkte TDM Konnektivität.
Die TDM Softswitch Lösung unterstützt im Wesentlichen dieselben robusten und zuverlässigen TDM Schnittstellen und Fähigkeiten, für die das EWSD Vermittlungssystem bekannt ist. Diese Lösung kann verwendet werden, um große Teile der alten Netze der IOCs zu ersetzen und zu verbessern und gleichzeitig die Betriebskosten erheblich zu senken. Ein entscheidender Vorteil ist, dass diese TDM-Netz-Lösung, wenn sie erst einmal implementiert ist, mit relativ geringfügigen Zusätzen zu dem Softswitch und den Remote Access Gateways und durch Einführung eines QoS paketbasierten Kernnetzes zu einer Paket-Infrastruktur aufgerüstet werden kann. Dies wiederum eröffnet die Möglichkeit der Einführung neuer gebührenbringender IP-basierter Dienste.
Im Folgenden wird das Remote Access Gateway 200 (1a, 106a) unter Bezugnahme auf 2a detaillierter beschrieben. Das Remote-Interface (RTI, Aufrufschnittstelle) 202 besteht aus verschiedenen Hardwarekomponenten, welche zusammenwirken, um Zeitschlitz-Vermittlungs- und Steuerungs-Funktionalität bereitzustellen. Das RTI hat zwei externe Schnittstellen – Schnittstellen zu LTGs 204a–c und Schnittstellen zum Netz. Die LTG-Schnittstelle besteht aus 8Mb/s SDC-Verbindungen, welche Sprache transportieren, sowie einem einzigen Zeitschlitz von Steuerungsinformationen, die unter Verwendung von HDLC (dem LTG Nachrichtenkanal) transportiert werden. Die Netzschnittstelle besteht aus PCM Spans, welche Sprache (zum hiG 2000) oder Steuerungsinformationen über LAPD (zum hiQ) transportieren.
Das RTI enthält eine Anzahl von Komponenten, darunter einen Remote Switching Unit Controller (RSUC), welcher im Grunde genommen ein Prozessor ist, zum Beispiel eine modifizierte Intel-486-basierte Prozessorkarte, und zusätzliche LAPD Kommunikations-Hardware. Die Hauptfunktionen des RSUC bestehen darin, die anderen Komponenten des RTI zu verwalten. Er stellt außerdem Schnittstellen mit der Network Service Platform (NSP) der Vermittlungsstelle für Wartung und Durchschaltbetrieb zur Verfügung. Er verwaltet ferner die Kommunikation von LTG und RTI zur Vermittlungsstelle und routet Rufe beim Betrieb im Standalone Service Modus. Ein Message-Handler (MH), welcher eine ähnliche Hardwareplattform wie der RSUC verwendet, stellt eine Brücke zwischen der HDLC-Schnittstelle des LTG und der LAPD-Schnittstelle des Switch-Access Gateways zur Verfügung. Der Message-Handler ist für die Realisierung von Schicht-2-Funktionen für HDLC und LAPD sowie für das richtige Routing von Nachrichten innerhalb des RTI und zwischen den LTGs und der Vermittlungsstelle verantwortlich. Eine Zeitschlitz-Austauschmatrix (Time Slot Interchange Matrix, TSIM) gewährleistet physikalische Zeitschlitz-Vermittlungsfähigkeit zwischen einem gegebenen Paar von Zeitschlitzen.
Der Zugangsmultiplexer (Access Multiplexer, AMUX) 208 stellt die Zeitschlitz-Schnittstelle zu der TSIM zur Verfügung. Vorzugsweise sind die Komponenten des RTI mit einem AMUX verbunden, welcher dann mit der TSIM verbunden ist. Dies vereinfacht die Verbindung der verschiedenen Komponenten und Sprach-Highways untereinander. Es können zusätzliche AMUXs hinzugefügt werden, wenn mehr Komponenten (Message-Handler, DIUs usw.) hinzugefügt werden. Eine digitale Schnittstelleneinheit (Digital Interface Unit) gewährleistet PCM-Konnektivität zum Netz.
Bei der Anschlussgruppe (Line Trunk Group, LTG) 204a–c kann es sich um existierende und nach dem EWSD-Standard bekannte Komponenten handeln, welche Leitungs- und Trunk-Schnittstellen zur Verfügung stellen. Jede LTG kann DLU, GR303 oder One-up Schnittstellen für Teilnehmerleitungen unterstützen. MF Trunks, SS7 Trunks oder PRI-Verbindungen können ebenfalls unterstützt werden.
Die digitale Teilnehmerleitungseinheit (Digital Line Unit, DLU) 206 ist ebenfalls eine existierende EWSD-Komponente, welche physikalische Konnektivität für Teilnehmerleitungen bereitstellt. Die DLU kann an demselben Ort wie der hiA angeordnet oder an einem entfernten Standort angebracht werden. Fernzugriff unter Verwendung von SLC96 von einer an demselben Ort angeordneten DLU wird ebenfalls unterstützt. Varianten der DLU können auch verwendet werden, um einen DSL-Zugang bereitzustellen (unter Verwendung des Packet Hubs).
Das Media Gateway (MG) 210 gewährleistet TDM-zu-ATM-Umwandlung für die Sprach-Trunks, welche von dem Access-Gateway kommen. Es ist ein standardmäßiges ATM Media Gateway, mit DS3-Eingang und ATM-Ausgang. Das MG unterstützt das bekannte MEGACO Protokoll zur Steuerung von Media Gateways.
Ein M1/3 Multiplexer (M1/3 Mux) 208 wird verwendet, um PCM 24 Schnittstellen vom RTI in DS3 Schnittstellen für das MG 210 zu konzentrieren. Für diese Funktion kann ein beliebiger standardmäßiger M1/3 Mux verwendet werden.
Ein ATM Edge Switch 212 sorgt für Konnektivität zwischen dem Remote Access Gateway und dem ATM-Netz. Diese Switches gewährleisten standardmäßigen ATM-Transport, sowie Circuit Emulation Services für den Transport der LAPD-Kommunikationskanäle des RTI zur Vermittlungsstelle.
In Betrieb ist nun der Remote Timeslot Interchange (RTI) 202 über einen Träger- und/oder Steuerungskanal B + C mit einer Reihe von Anschlussgruppen (Line Trunk Groups, LTG) 204a–c verbunden. Der RTI besteht aus verschiedenen Hardwarekomponenten, welche zusammenwirken, um Zeitschlitz-Vermittlungs- und Steuerungs-Funktionalität bereitzustellen.
Der RTI hat zwei externe Schnittstellen – Schnittstellen zu LTGs und Schnittstellen zum Netz.
Die LTG-Schnittstelle besteht aus SDC-Verbindungen, welche Sprache transportieren, sowie einem einzigen Zeitschlitz von Steuerungsinformationen, die unter Verwendung von HDLC (dem LTG Nachrichtenkanal) transportiert werden. Rufe, die am Remote Access Gateway 200 eingeleitet werden, können innerhalb desselben Smart Remote zu Leitungs- oder Trunk-Zielen vermittelt werden, unter Verwendung des RTI und der zugehörigen Zeitschlitz-Austauschmatrix (Time Slot Interchange Matrix, TSIM) (nicht dargestellt). Die Anschlussgruppen 204a–c sind mit verschiedenen Typen von Teilnehmern verbunden, darunter POTS, xDSL (UDSL, ADSL, SDSL), Coin, ISDN BRI, ISDN PRI, MF Trunks, SS7 Trunks und TR8/GR303 Schnittstellen.
Die Interaktion des Remote Access Gateways mit der Außenwelt soll nun unter Bezugnahme auf 2b ausführlicher erläutert werden, in welcher bereits erläuterte Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie in 2a. Es ist anzumerken, dass am Standort eines Remote Access Gateways Leitungsabschlüsse auf zweierlei Weise vorgesehen werden können, entweder durch eine digitale Teilnehmerleitungseinheit (Digital Line Unit, DLU) 206 oder durch eine Zugangsplattform 214. Die Zugangsplattform gewährleistet Schmalbandtelefonie und Breitbanddienste über bestehende Kupfer-Telefonleitungen. Die Zugangsplattform 214 gewährleistet einen xDSL-Zugang zu einem externen DSL 216, entweder indem sie vollständig als ein DSLAM arbeitet, oder als eine kombinierte Line Access Unit mit integrierten DSLAM-Fähigkeiten. Die DLU gewährleistet Metallic Test Access über eine No-Test-Trunk-Schnittstelle, externen Alarmeingang über das ALEX-Modul und Board-zu-Board-Prüfung.
Der RTI 202 ist über einen Steuerungskanal mit dem TDM-Netz 218 verbunden. Jedes Remote Access Gateway 200 arbeitet als eine eigenständige TDM-Vermittlungsstelle, es gibt keine Seitentür-Trunks (Side-Door Trunks) zwischen Remotes, und die Verbindungen zwischen ihnen werden durch Inter-Office-Trunks gewährleistet. Die Verbindungsbearbeitungs-Funktionalität ist identisch für Rufe zwischen (a) zwei Smart Remotes, die durch dieselbe Vermittlungsstelle gesteuert werden, (b) zwei Smart Remotes, die durch verschiedene Vermittlungsstellen gesteuert werden, (c) einem Smart Remote und einer standardmäßigen TDM-Ortsvermittlungsstelle.
Das Remote Access Gateway ist der lokale Einwahlpunkt (Point of Presence) für die Vermittlungsstelle in einem geographischen Gebiet. Er ermöglicht es, dass alle existierenden TDM-Verbindungstypen (einschließlich DSL-Verkehr) und ATM-Trunks an einem Ort verzweigt werden, der physikalisch von dem Verbindungssteuerungspunkt (d.h. der Vermittlungsstelle) entfernt ist. Zusätzlich zur Unterstützung von alten TDM-Einrichtungen sorgt das Remote Access Gateway auch für eine direkte Verbindung zum ATM-Netz, und es stellt Mittel für die Konzentration von ATM-Daten bereit.
In der Praxis können das Remote Access Gateway und seine umfangreichen Verbindungsfähigkeiten auf der existierenden EWSD RSU, dem SURPASS hiG und dem XpressPass 140/144 beruhen. Zusammen bilden sie das Remote Access Gateway. Durch diese Erfindung wird ein neues Verfahren des Transportierens der ACP Nachrichten zwischen der Vermittlungsstelle und entfernten Standorten vorgestellt. Das heißt, es werden Änderungen der Verbindungsbearbeitung vorgenommen, um sowohl interne Verbindungen des Remote Access Gateways als auch TDM-ATM Interworking zu ermöglichen, um Verbindungen zu und von dem ATM-Netz von innerhalb des Remote Access Gateways zu ermöglichen.
Im Labor wurde nachgewiesen, dass ein Remote Access Gateway 70 LTGs unterstützen kann, ebenso wie in der RSU (aufgrund der Größe der TSI-Matrix) bis zu 14 Remotes von einer einzigen Vermittlungsstelle gesteuert werden können, und eine Vermittlungsstelle und ein Remote können bis zu 3.000 Meilen voneinander entfernt sein. Obwohl manche Teilnehmer, wie etwa Centrex, EKTS Teilnehmer, Bridged Service Teilnehmer, GR303 Schnittstellen, MLHGs und herkömmliche Anschlussgruppen (nicht MG und MGCC), dahingehend eingeschränkt werden müssen, dass sie die Grenzen von Remote Access Gateways nicht überqueren, kann jeder Remote bis zu 25.000 Teilnehmer unterstützen.
Die Vermittlungsstelle kann auch von einer Benutzerschnittstelle unterstützt werden, die Fachleuten unter der Bezeichnung Manager 220 bekannt ist. Die Konfiguration kann ein einziger Server mit mehreren Clients sein. Der Client kann entweder ein Windows- oder ein UNIX-basierter Client sein. Der Manager kann so beschaffen sein, dass er die Vermittlungsstelle unterstützt und mit ihr auf der Basis einer Mensch-Maschine-Sprache MML und Q3 gekoppelt ist. Der Manager 214 kann die gesamte FCAPS Funktionalität bieten.
Wie in 2b dargestellt, enthält die Vermittlungsstelle 222 einen Schnittstellenprozessor (Interface Processor, IP) 224. Da der RTI und die LTGs an dem entfernten Standort Kommunikationskanäle zu der Vermittlungsstelle 222 erfordern, sind TDM-Verbindungen zwischen den zwei Orten nicht erforderlich (anders als im Falle mit der EWSD Vermittlungsstelle). Auch physikalische HTIs an der Vermittlungsstelle werden nicht benötigt. Somit wurde für diese Erfindung ein neuer, sicherer Mechanismus für den NSP-LTG ACP-Nachrichtentransport geschaffen. Ein neuer IP-Prozessor, der sich am Standort der Vermittlungsstelle befindet, soll verwendet werden, um diesen Nachrichtentransport zu verwalten und zu steuern.
Der IP-Prozessor 224 ist an den Host-LAN, hier den TDM 218, angeschlossen, wobei jeder der Prozessoren an eine LAN-Seite angeschlossen ist (über die Ethernet-Karte), und jeder an einen Mux (über die T1-Karten) und dann an einen Router zu dem externen ATM-Netz. Er ist die Brücke zwischen dem LAN und dem externen entfernten Netz. Der IP-Prozessor kann gepaart sein, wobei einer getrennt vom anderen arbeitet (d.h. keine Nachrichten zwischen ihnen), und wobei jeder eine Menge von aktiven MCHs zu ihren zugeordneten LTGs abwickelt (physikalisch am hiA angeordnet). Der ICC routet Nachrichten zu ihnen und zu ihren LTGs, ebenso wie zu den anderen Prozessoren am LAN, über deren MAC Adressen.
Die primäre Funktion des IP-Prozessors 224 ist es, Protokollkonvertierungen durchzuführen und die ACP-Nachrichten auf die korrekten physikalischen und logischen Verbindungen abzubilden. Dabei verwendet er die Daten, die in einer Abbildungstabelle enthalten sind. Das Ziel ist es, eine feste Konfiguration für den IP-Prozessor zu haben, zur Verwendung beim Abbilden der LTG/RTI-Kanäle auf Multiplexer-Ports. Wie im Abschnitt dargestellt ist, werden HSLs (High Speed Links, Hochgeschwindigkeitsverbindungen) nicht mehr von dem Switch Host beim Kommunizieren mit den Remote Access Gateways verwendet. Um die Architektur zu vereinfachen, wird jede LTG und jeder RTI MCH einzeln transportiert.
Unter Verwendung von BOOTP, eines Internet-Protokolls, welches eine Diskless-Workstation in die Lage versetzt, ihre eigene IP-Adresse aufzufinden, werden die IP-Adresse eines BOOTP-Servers am Netz und eine Datei, die zum Booten der Maschine in den Speicher zu laden ist, erfasst. Dies versetzt die Workstation in die Lage zu booten, ohne dass ein Festplatten- oder Diskettenlaufwerk benötigt wird. Das Protokoll ist durch IETF RFC 951 definiert. Auf diese Weise findet der IP seine IP-Adresse auf. Der IP kann von einem umgebauten ICC auf dem cPCI Bus unter Verwendung des Betriebssystems Linux bereitgestellt werden.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 3a–c TDM Trunking-Optionen für Legacy Devices erörtert. Für einige Legacy Devices, welche weiterhin eine TDM Trunking-Schnittstelle verwenden, stehen zwei Optionen zur Verfügung, um die Schnittstelle bereitzustellen: TDM Trunking zu standortgleichen Einrichtungen und TDM Trunking zu zentralen Ressourcen über TDM-Systemeinrichtungen. Bei der ersten Option, die in 3a dargestellt ist, haben wir wie in der vorhergehenden Abbildung ein Remote Access Gateway 300, mit ähnlichen Merkmalen wie weiter oben erläutert, welches den RTI 302, LTGs 304a–c und eine Verbindung zu dem TDM 306 enthält.
Außerdem veranschaulicht 3a, dass die Erfindung zu TDM Trunking zu standortgleichen Einrichtungen in der Lage ist. Hierbei hat jedes Remote Access Gateway seinen eigenen Sprachinformations-Server (Voice Mail Server) 308, Ansageserver (Announcement Server) 310 und CALEA Server 312. Es wird vorgeschlagen, dass diese Geräte sich alle physisch in demselben Raum befinden wie der restliche Teil der Ausrüstung des Remote Access Gateways. Die Remote-Office-Testleitung (ROTL) 314 ermöglicht eine automatisierte Trunk-Prüfung. Die Vermittlungsstelle 316 ist hier als über eine Leitung T1 mit dem Remote 300 verbunden dargestellt. Sie ist außerdem über eine SMDI-Verbindung mit dem VMS 308 verbunden. Die ROTL 314 ist über ROTL über IP-Protokoll verbunden.
Die zweite Option, die in 3b dargestellt ist, ist TDM Trunking zu zentralen Ressourcen über TDM-Systemeinrichtungen. Bei diesem Szenarium ist jedes Remote Access Gateway mit Trunks über das TDM-Netz mit einem zentral angeordneten Sprachinformations-Server 318, Ansageserver 320 und CALEA Server 322 verbunden. Diese Geräte könnten sich alle physisch in demselben Raum befinden (normalerweise an dem entfernten Standort), oder jeweils an einem anderen physischen Standort. Eine ROTL SS7 und eine Steuerungseinheit 324 könnten ebenfalls über Trunks angeschlossen sein, wie in der Abbildung dargestellt.
Der CALEA Server 312 ermöglicht ein legales Abhören (Lawful Interception) gemäß dem bekannten CALEA Standard. Zu diesem Zweck überträgt dieses Merkmal die Software für die CALEA Fähigkeiten in die Vermittlungsstelle. Das Merkmal modifiziert die CALEA-spezifische Verbindungsbearbeitungs-Logik dahingehend, dass der Zugangspunkt zum Abhören des Verbindungsinhalts für den Weg des Empfangs des Abhörgegenstandes (Intercept Subject Receive Path) von dem Koppelnetz (Switching Network) SN zu dem RTI des Remote Access Gateways bewegt wird. Diese Änderung ist implementiert, wenn das SN-Modul nicht ein Teil der Vermittlungsstellen-Architektur ist. Das Merkmal überträgt auch die Änderungen gemäß EWSD Version 18.0 (die in der Entwurfs- und Analysephase vorgenommen wurden) in die Softwareumgebung des lokalen Softswitches. Ferner überprüft das Merkmal (d.h. Laborüberprüfung), ob die verfügbaren CALEA Fähigkeiten den Spezifikationen von J-STD-025 genügen.
3c zeigt die Interaktion der gesamten Vermittlungsstelle und des Remote Access Gateways detaillierter, und sie zeigt die neuen Kommunikationsschnittstellen, welche innerhalb der Vermittlungsstelle sowie zwischen der Vermittlungsstelle und dem Remote Access Gateway existieren. Eine Ethernet-LAN-Schnittstelle 326 ist zwischen dem ICC und dem IP vorgesehen. Eine LAPD-Schnittstelle 328 ist zwischen dem IP und dem RTI vorgesehen. Eine MEGACO-Schnittstelle 330 ist zwischen dem PM und dem MG vorgesehen. Eine weitere LAPD-Schnittstelle 332 ist zwischen dem IP und dem RTI vorgesehen. Eine weitere MEGACO-Schnittstelle 334 ist zwischen dem Paketmanager PM (siehe 1b) und dem MG vorgesehen. Eine HDLC-Schnittstelle 336 ist zwischen dem RTI und den LTGs des Remote Access Gateways vorgesehen. In der Abbildung ist ein redundanter IP dargestellt, ebenso wie redundante ICC und RTI.
Im Folgenden wird beschrieben, wie diese Schnittstellen verwendet werden, um mit den verschiedenen Komponenten der Vermittlungsstelle und der Access Gateways zu kommunizieren. Der IP 332 ist, wie bereits erwähnt, eine neue Einheit am Switch-LAN. Die Kommunikation mit dem IP 332 erfolgt mittels des existierenden Vermittlungsstellen-Protokolls über die Ethernet-Schnittstelle 326. Dem IP wird eine eindeutige MAC-Adresse zugewiesen, um ihn von anderen Einheiten am LAN wie etwa dem PM 334 oder MCPs zu unterscheiden. Der IP nutzt bei dieser Ausführungsform die MCP Multicast MAC-Adresse mit, so dass er an der LAN-Überwachungsfunktion teilnehmen kann, die durch den ICC 338 gewährleistet wird. Dem IP werden auch neue Prozessornummern und MBU/MCH-Werte zugewiesen, so dass er von dem NSP 340 adressiert werden kann. Der ICC 338 routet Nachrichten mit diesen MBU/MCH-Werten zu dem IP 332. Antworten von dem IP 332 an den NSP 340 werden ebenfalls von dem ICC 338 bearbeitet und zum NSP 340 weitergeleitet.
Die Kommunikation zum RTI 336 von der Vermittlungsstelle 316 erfolgt vom Ethernet 326 zum IP 332. Die Kommunikationen zum LAPD 328 vom IP 332 erfolgen zum ATM Edge Switch 342 über dedizierte DS0s. LAPD 328 über ATM (Circuit Emulation Service) zwischen dem ATM Edge Switch 342 in der Vermittlungsstelle 316 und dem Edge Switch 344 im Remote Access Gateway 300. LAPD 328 erneut zwischen dem Edge Switch 344 im Remote Access Gateway und dem RTI über dedizierte DS0s. Es ist anzumerken, dass der LAPD Kanal nicht von den ATM Edge Switches abgeschlossen wird, sondern dass stattdessen das entsprechende DS0 über ATM durch das Netz transportiert wird.
Jedem LTG 304a–c des Remote Access Gateways sind zwei Nachrichtenkanäle zugeordnet – einer für Seite 0 und einer für Seite 1. Beide Kanäle werden von dem NSP 340 verwendet, um mit den LTGs 304a–c zu kommunizieren. Physikalisch werden diese Kanäle am RTI 302 abgeschlossen und verwenden HDLC 336, um Nachrichten zwischen dem RTI und LTG zu übertragen.
Die Kommunikation mit entfernten LTGs erfolgt über das Ethernet 326 zum IP 316. Über LAPD 328 vom IP 316 zu dem ATM Edge Switch 342 über ein dediziertes DS0. LAPD über ATM (Circuit Emulation Service) wird zwischen dem ATM Edge Switch 342 in der Vermittlungsstelle 316 und dem Edge Switch 344 im Remote Access Gateway ausgeführt. Über LAPD erneut zwischen dem Edge Switch 344 und dem RTI 302 über ein dediziertes DS0. über HDLC zwischen dem RTI 302 und LTG 304a–c.
Mit der vorliegenden Erfindung werden ein Zugang zu einem TDM-Netz und eine Steuerung desselben bewerkstelligt, und die Dienste und Fähigkeiten eines IP-Netzes werden zu dem TDM-Netz übertragen.

Claims

Fernvermittlungsstelle zum Anschluss an und zur Bereitstellung von IP-Zugang und Diensten für ein TDM-Netz, welche umfasst: eine Vermittlungsstelle (104), die in einem Nicht-TDM-Netz resident ist, zur Implementierung der Steuerung verschiedener Komponenten, um Telekommunikationen in dem Nicht-TDM-Netz zu bewirken; ein Access Gateway (106b, c) an einem von der Vermittlungsstelle (104) entfernten Standort, das einen Anschluss an das TDM-Netz aufweist und TSM-Vermittlung und Networking für die Vermittlungsstelle (104) abwickelt; einen an ein LAN angeschlossenen, in die Vermittlungsstelle (104) integrierten Prozessor (332), welcher eine Kommunikationsanpassung zwischen Ethernet und LAPD gewährleistet, indem er unter Verwendung einer gespeicherten Abbildungstabelle Protokollkonvertierungen durchführt; Kommunikationskanäle, welche die Vermittlungsstelle (104) und das Access Gateway (106b, c) verbinden, wobei die Kommunikationskanäle TDM-Verbindungen zwischen dem TDM-Netz und der Vermittlungsstelle unnötig machen; und wobei die Vermittlungsstelle (104) auf das TDM-Netz durch das Access Gateway (106b, c) über den Anschluss zugreift, um IP-Zugang und Dienste für das TDM-Netz bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Prozessor (338) eine Multicast MAC-Adresse zugewiesen ist, um an der LAN-Überwachung teilzunehmen, und die Vermittlungsstelle (104) Anschlussgruppen dahingehend einschränkt, dass sie die Grenzen des Access Gateways (106b, c) nicht überqueren.
Fernvermittlungsstelle nach Anspruch 1, wobei die Vermittlungsstelle Verbindungsdienste und Fähigkeiten des Nicht-TDM-Netzes bietet.
Fernvermittlungsstelle nach Anspruch 1, wobei die Vermittlungsstelle eine IP-Vermittlungsstelle ist.
Fernvermittlungsstelle nach Anspruch 1, wobei der Prozessor NSP-LTG Nachrichtentransport verwaltet.
Fernvermittlungsstelle nach Anspruch 1, wobei das Access Gateway wenigstens eine LTG enthält.
Fernvermittlungsstelle nach Anspruch 1, wobei das Access Gateway einen RTI enthält.
Fernvermittlungsstelle nach Anspruch 1, wobei das Access Gateway eine DLU enthält.
Fernvermittlungsstelle nach Anspruch 1, welche ferner eine Benutzerschnittstelle für die Kommunikation eines Benutzers mit der Vermittlungsstelle umfasst.
Fernvermittlungsstelle nach Anspruch 1, welche ferner einen Prozessor zum legalen Abhören (Lawful Intercept) umfasst, zum Abfangen von Verbindungen und Weiterleiten derselben zu einem Rechtsdurchsetzungsorgan.
Verfahren zum Anschluss an und zur Bereitstellung von IP-Zugang und Diensten für ein TDM-Netz, welches umfasst: Implementieren der Steuerung verschiedener Komponenten unter Verwendung einer Vermittlungsstelle (104), um Telekommunikationen in einem Nicht-TDM-Netz zu bewirken; Zugreifen auf das TDM-Netz über ein Access Gateway (106b, c), das von der Vermittlungsstelle (104) entfernt ist, wobei das Access Gateway einen Anschluss an das TDM-Netz aufweist und TSM-Vermittlung und Networking für die Vermittlungsstelle abwickelt; wobei ein Prozessor (332), der an ein LAN angeschlossen und in die Vermittlungsstelle (104) integriert ist, eine Kommunikationsanpassung zwischen Ethernet und LAPD gewährleistet, indem er unter Verwendung einer gespeicherten Abbildungstabelle Protokollkonvertierungen durchführt; Verbinden der Vermittlungsstelle (104) und des Access Gateways (106b, c) über Kommunikationskanäle, wobei die Kommunikationskanäle TDM-Verbindungen zwischen dem TDM-Netz und der Vermittlungsstelle unnötig machen; wobei die Vermittlungsstelle (104) auf das TDM-Netz durch das Access Gateway (106b, c) über den Anschluss zugreift, um IP-Zugang und Dienste für das TDM-Netz bereitzustellen, gekennzeichnet durch Zuweisen einer Multicast MAC-Adresse zu dem Prozessor (332), um an der LAN-Überwachung teilzunehmen, und und dadurch, dass die Vermittlungsstelle (104) Anschlussgruppen dahingehend einschränkt, dass sie die Grenzen des Access Gateways (106b, c) nicht überqueren.
Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner Verbindungsdienste und Fähigkeiten des Nicht-TDM-Netzes bietet.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Vermittlungsstelle eine IP-Vermittlungsstelle ist.
Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner NSP-LTG Nachrichtentransport verwaltet.
Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner eine Schnittstelle zwischen der Vermittlungsstelle und einem Benutzer bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner das Abfangen von Verbindungen und Weiterleiten derselben zu einem Rechtsdurchsetzungsorgan umfasst.